Устройство для защиты тиристорного преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, подключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод, предназ{ ченный для подключения встречно-параллельно преобразователю , конденсатор, один вывод которого подключен к однсму выводу второго дросселя, первый тиристор, подключенный к отрицательному полюсу . преобразователя, второй тиристор и исполнительный блок, о т л и ч a ю III е е с я тем, что, с цеЛью повышения надежности, оно снабжено первым и вторым дополнительньми диодами, четырьмя RC -цепочками, первым и вторьм дополнительньм дросселями, третьим дополнительным дросселем с двумя обмотками, первым и вторым ог„раничителями напряжения, стабилитроном , инвертором, одновибраторсм и злементом И-НЕ, причем первая КС-цепочка , предназначена для подключения параллельно преобразователю, другой вывод второго дросселя подключен к катоду второго тиристора, одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя и к одному выводу второй RC-иепочки, другой вывод которой подклкучен к аноду второго тиристора и к одному выводу первого дополнительного дросселя, другой вывод которого подключен к другому выводу конденсатора и через первый дроссель к катоду диода, другой вывод первой обмотки третьего дополни тельного дросселя подключен к аноду первого тиристора и через третью ЯС-цепрчку к катоду первого тиристо (Л ра, второй дополнительный дросс ель одним выводом подключен к катоду с первого тиристора, a другим - к катоду первого дополнительного диодаи одному выводу четвертой RC-цепочки , другой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода и предназначен для подключения к положительному полюсу нагрузки, вторая обмотка третьего дополнительного ю дросселя одним выводом подключена к нулевому выводу, a другим через о второй дополнительный днод и стабиQD ОО литрон соответственно подключена к первому и второму ограничителям напряжения , выходы которых соответственно через одновибратор и инвертор подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, подключенного выходом к исполнительному блоку.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С0ЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК H 02 Í 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТЙУ. (21) 3355428/24-07 (22) 21 ° 08.81 (46) 30.05.83. Бюл. В 20 (72) В.И.Иришков, М.A.Ëèåïà, А,.С.Мазнев и О.Г.Чаусов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад. В.Н.Образцова и Рижский филиал Всесоюзного научноисследовательского института вагоностроения (53) 621.316..925. 4(688.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 801176, кл..Н 02 К 7/10, 1980

2. Авторское свидетельство СССР

9 754558, кл. Н 02 Н 7/10, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ

ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, подключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод, предназначенный для подключения встречно-параллельно преобразователю, конденсатор,. один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, йодключенный к отрицательному полюсу . преобразователя, второй тиристор н исполнительный блок, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено первым и вторым допо»лнительными диодами, четырьмя RC -цепочками, первым и вторыч дополнительным дросселями, третьим допольлтельньм дросселем с двумя обмотками, первым и вторым ог„раничителями напряжения, стабилитро-ном, инвертором, одновибратором и,SU„„1020913 A элементом И-НЕ, причем первая RC-цепочка. предназначена для подключения параллельно преобразователю, .другой вывод второго дросселя подключен к катоду второго тиристора, одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя и к одному выво.— ду второй RC-цепочки, другой вывод которой подклеен к аноду второго тиристора и к одному выводу первого дополнительного дросселя, другой вывод которого подключен к другому выводу конденсатора и через первый дроссель к катоду диода, другой вывод первой обмотки третьего дополни тельного дросселя подключен к аноду . первого тиристора и через третью Е

RC-цепочку к катоду первого.тиристора, второй дополнительный дрос"ель -" одним выводом подключен к катоду первого тиристора, а другим, — к ка- L тоду первого дополнительного диода. и одному выводу четвертой RC-цепоч- Я ки, другой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода и предназначен для подключения к М®4 положительному полюсу нагрузки, вто-,>ам рая обмотка третьего дополнительного дросселя одним выводом подключена 3Я к нулевому выводу, а другим через .второй дополнительный диод и стабилитрон соответственно подключена к © первому и второму ограничителям на- > 4, пряжения, выходы которых соответственно через эдновибратор и инвертор ЪМ подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, подключенного выходом к исполнительному блоку.

1020913

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты вентильных преобразователей.

Известн устройство,для защиты вентильного преобразователя, содержащее защитный тиристор, через двухсекционный дроссель подключенный к одному входу преобразователя, трансформатор, первичная обмотка которого через диод и одну секцию дросселя подключена параллельно входу преобразователя, тиристорный ключ, одним выл.одом подключенный к одному выводу секции дросселя, а другим через конденсатор к другому выводу секции ., $5 дросселя, выпрямитель и конденсатор, подключенные к вторичной обмотке трансформатора 1.13.

Недостатком этого устройства является низкая надежность защиты, так 2О как устройство не может предотвратить наступление аварийного процесса, работа его происходит уже в результате наличия аварийного состояния.

Наиболее близким к изобретению по 25 технической сущности и достигаемому эффекту является устройство .для защиты тиристорного преобразователя, нодключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод,.предназначенный для подключения встречно-параллельно преобразователю, конденсатор, один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, подключенный к отрицательному полюсу цреобразователя, второй тиристор и исполнительный блок 523.

Недостатком этогб устройства также является низкая надежность защиты, 4О обусловленная тем, что устройствс не предотвращает развитие аварийного процесса, а вступает в работу уже после установления факта аварийного процесса, когда аступило превы- 45 шение контролируемых величин допустимых значений.

Цель изобретения — повышение надежности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты тиристорного преобразователя, подключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод, предназначенный для подключения встречно-параллельно преобразователю, конденсатор, один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, подключенный к отрицательному полюсу преобразователя, второй тиристор и исполнительный блок, снабжено riepвым и вторым дополнительным диодами, четырьмя RC -цепочками, первым и вторым дополнительными дросселями, третьим дополнительным дроссе- 65 лем с двумя обмотками, первым и вто.

Рым ограничителями напряжения, с=абилитроном, инвертором, одновибратором и элементом .И-НЕ, причем первая АС -цепочка предназначена для подключения параллельно преобразователю, другой вывод второго дросселя подключен к катоду второго тиристора, одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя и к одному выводу второй RC— цепочки, другой вывод которой подключен к аноду второго тиристора и к одному выводу первого.дополнительного дросселя, другой вывод которого подключен к другому выводу конденсатора и через первый дроссель к катоду диода, другой вывод первой обмотки третьего дополнительного дросселя подключен к аноду первого тиристора и через третью RC -цепочку к катоду первого тиристора, второй дополнительный дроссель одним выводом подключен к катоду первого тиристора, а другим — к катоду первого до.полнительного диода и одному выводу четвертой RC-цепочки, другой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода и предназначен для подключения к положительному полюсу нагрузки, вторая обмотка третьего дополнительного дросселя одним выводом подключена к нулевому выводу, а другим через второй дополнительный диод и стабилитрон соответственно подключена к первому и второму ограничителям напряжения, выходы которых соответственно через одновибратор и инвертор подключены к соответствую, щим входам элемента И-НЕ, подключенного выходом к исполнительному блоку.

На чертеже представлена схема устройства для защиты тиристорного преобразователя.

УстРойство содержит диод 1, подключенный встречно-параллельно преобразователю 2, включенного через первый дроссель 3 последовательно с нагрузкой 4, конденсатор 5, одним выводом через первый дроссель 3 подключенный к катоду диода 1, а другим через второй „цроссель б к одному выводу второй AC цепочки 7, катоду второго тиристора 8 и одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя 9. Другой вывод второй RC-цепочки подкдючен к аноду второго тиристора 8 и через первый дополнительный дроссель 10 к другому выводу конденсатора 5. Первая RC-цепочка 11 подключена параллельно преобразователю 2. Другой вывод первой обмотки третьего дополнительного дросселя 9 подключен к аноду первогс тиристора 12 и одному выводу третьей

Щ-цепочки 13, другой вывод которой подключен к катоду первого тиристора 12 и аноду диода 1. Второй допол-, 1020913 нительный дроссель 14 одним выводом подключен к катоду первого тиристора

12, а другим - к катоду первого дополнительного диода 15 и одному выводу четвертой ДС -цепс.чки 16, дру-. гой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода 15 и положительному полюсу нагрузки 4.

Один вывод второй обмотки. третьего дополнительного дросееля 9 подключен к нулевому потенциалу, а другой через второй дополнительный диод 17 и стабилитрон 18 подключен соответственно .к иервому и второму ограничителям 19 и 20 напряжения, выходы которых через одновибратор 21 и инвертор 22 подключены к одному и другому входам элемента ИЛИ-НЕ 23 соответственно, выходом подключенного к исполнительному блоку 24 .

Устройство работает следующим образом.

В номинальном режиме периодически отпираются тиристорный преобразователь 2, второй 8 и первый 12 тиристоры.

В момент отпирания преобразователь 2 перемагничивается первый дроссель 3. Под действием напряжения предварительно заряженного конденсатора 5 перемагничивается третий дополнительный дроссель 9. При отпирании второго тиристора 8 перемагничивается первый дополнительный дроссель 10. Напряжение на второь. тиристоре 8 спадает в результате колебательного перезаряда конденсатора 5.

Третий дсполнительный дроссель 9 перемагничивается sa счет разряда конденсатора третьей КС-цепочки 13.

После снижения тока конденсатора 5 до нуля изменяется направление тока через второй тиристор 8, при этом первый дополнительный дроссель 10 перемагничивается. По мере запирания второго тиристора 8 на нем нарастает напряжение, равное напряжению на конденсаторе 5. При отпирании второго тиристора 8 происходит колебательный.переэаряд конденсатора 5..В .момент времени, когда ток переэаряда конденсатора 5 достигнет значения тока нагрузки, ток преобразователя

2 снизится до нуля и изменит направ. ление. Первый дроссель 3, ограйичивая обратный ток преобразователя 2, перемагнитится.

В процессе колебательного переэаряда конденсатора 5 энергия, запасаемая во .втором дросселе 6, возвращает.ся в источник питания.

В аварийных режимах, когда только .часть тиристоров преобразователя 2 запирается или когда к моменту запирания преобразователя 2 аварийный ток- превышает ток перезаряда конденсатора 5, коммутирующего йреобразова10 тель, на третьем дополнительном дросселе 9 выделяются импульсы напряжения, по амплитуде всегда превышающие импульсы напряжения в номинальном режиме.

15 Со второй обмотки третьего дополнительного дросселя на входы первого и второго ограничителей 19 и 20 напряжени подаются соответственно по-, ложительные и отрицательные импульсы

2О напряжения.

Положительным импульсом производится запуск одновибратора 21. Длительность импульса одновибратора выбирается в соответствии с параметрами контура, коммутируюшего преобразователь. В этот интервал времеии на стабилитрон 18 поступает отрицательный импульс напряжения. При амплитуде импульса на стабилитроне 18 ниже его порога сигнал на выходе ин- . вертора 22 отсутствует. При срыве коммутации преобразователя на выходе элемента инвертора 22 формируется сигнал. Элемент .И-НЕ 23 осуществляет логическое умножение сигналов

35 на входах, в результате в случае срыва коммутации преобразователя на его выходе формируется сигнал,, - запускающий исполнительный блок 24.

Таким образом, устройство позво4{) ляет формировать контрольный импульс заданной длительнссти в момент, начала перезаряда коммутирующей емкости и этим обеспечивается контроль начала неуспешной коммутации тиристоров преобразователя и именно в начальной стадии срыва коммутации сформировать сигнал защиты.

Применение изобретении позволяет повысить надежность защиты тиристорного преобразователя путем обнаружения неуспешной коммутации тиристоров в начале коммутации, до возрастания аварийных токов выше допустимой величины и сформировать на этом промежутке времени сигнал защиты.

1020913

Составитель Ю.Бояринов

Редактор С.Пекарь Техред М.Тепер КорректорГ.Огар.Заказ 3910/46 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущркая наб., д.4/5 г

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4